Odkryto pierwszy pulsar, który jest białym karłem

380 lat świetlnych od Ziemi naukowcy dostrzegli osobliwy podwójny układ gwiazd. Okazało się, że jest to od dawna poszukiwany pulsar, który jest białym karłem – to pierwszy tego typu obiekt odkryty we Wszechświecie. Za odkrycie odpowiadają naukowcy z Uniwersytetu w Warwick.

Profesorowie Tom Marsh oraz Boris Gansicke z Grupy Astrofizyki Uniwersytetu w Warwick wraz z dr Davidem Buckleyem z South African Astronomical Observatory określili, że gwiazda AR Scorpii (AR Sco) to pierwszy pulsar, który w rzeczywistości jest białym karłem. Pulsary to obiekty odkryte w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku, które dotychczas okazywały się gwiazdami neutronowymi.

Pulsary będące białymi karłami skrywały się zatem przed naukowcami od ponad 50 lat.

AR Sco składa się z szybko rotującej, wypalonej pozostałości po gwieździe, tzw. białego karła, który omiata swojego sąsiada – czerwonego karła – silnymi strumieniami naładowanych elektrycznie cząstek i silnym promieniowaniem, przez co cały układ znacznie jaśnieje i gaśnie co dwie minuty.

Najnowsze badania pozwoliły określić, że energia uwalniana przez AR Sco skoncentrowana jest w wąskim strumieniu, w którym promieniowanie emitowane jest w jednym kierunku – niczym w akceleratorze cząstek – to coś całkowicie unikalnego w znanym nam Wszechświecie.

AR Sco leży w gwiazdozbiorze Skorpiona, w odległości około 380 lat świetlnych od Ziemi, co w skali astronomicznej nie jest zbyt dużą odległością. Biały karzeł w AR Sco ma rozmiary Ziemi, jednak jego masa jest 200 000 razy większa od masy Ziemi. Co więcej biały karzeł okrąża swojego chłodnego towarzysza (o masie 1/3 masy Słońca) w czasie około 3.6 godzin.

Charakteryzując się polem magnetycznym 100 000 000 razy silniejszym niż na Ziemi i rotując z okresem nieco ponad 2 minut, AR Sco emituje strumień cząstek i promieniowania, którym omiata tarczę chłodnego czerwonego karła.

Jak już wcześniej określili naukowcy, ten silny efekt latarni morskiej przyspiesza elektrony w atmosferze czerwonego karła do prędkości bliskich prędkości światła – to efekt jak dotąd nigdy nie obserwowany w podobnego typu układach podwójnych. Czerwony karzeł jest zatem zasilany energią kinetyczną swojego rotującego towarzysza.

Odległość między obiema gwiazdami wynosi około 1 400 000 km – czyli jest niewiele większa niż trzykrotność odległości Ziemia-Księżyc.

Prof. Tom Marsh dodaje:

“Najnowesze dane wskazują, że promieniowanie AR Sco jest silnie spolaryzowane, co wskazuje na to, że pole magnetyczne kontroluje emisję promieniowania całego układu.”

Prof. Boris Ganiscke komentując dodał:

“AR Sco przypomina gigantyczne dynamo: magnes rozmiarów Ziemi, z polem ~10 000 razy silniejszym niż najsilniejsze,  które możemy wytworzyć w laboratoriach. Co więcej, ten magnes wykonuje obrót wokół własnej osi w czasie zaledwie dwóch minut. To powoduje wytwarzanie silnego prądu elektrycznego w towarzyszącej mu gwieździe, który z kolei odpowiada za zmiany jasności, które jesteśmy w stanie dostrzec.”

Źródło: University of Warwick

Artykuł naukowy: https://arxiv.org/abs/1612.03185